Construcción del Accionamiento CNC del Eje X
Vamos a dividir la presentación del proceso de conversión a CNC de la fresadora, en tres fases, una para cada eje de la máquina.
En la adaptación del eje X, los pasos han sido los siguientes:
- Taladrar y escariar el husillo de accionamiento.
- Medir con la mayor precisión posible, el lateral izquierdo de la máquina.
- Dibujarlo con un software de CAD.
- Mecanizar la pieza-soporte que substituirá a la que lleva la máquina, a partir del dibujo en CAD.
- Mecanizar el eje de la polea, para montar un rodamiento, la propia polea, etc.
- Montar el motor, y cablearlo correctamente.
- Probar el conjunto.
El proceso no es especialmente difícil, pero sí resulta largo y a veces tedioso. Veremos el proceso en imágenes, y al final un pequeño vídeo demostrativo de los resultados.
Taladrado y Escariado del husillo del eje longitudinal X.
He taladrado por tramos, con brocas de diferente diámetro, hasta llegar a 5,8mm. A continuación he escariado a 6mm. El escariado es el proceso que permite obtener agujeros del diámetro deseado, con una precisión muy elevada y usa superficie totalmente lisa.
Proceso de escariado.
El husillo del eje longitudinal X, vuelto a colocar en su sitio.
Vemos el agujero en el husillo. Ahora hay que substituir la pieza lateral, por una que sirva para atornillar en ella el soporte del motor paso a paso.
El husillo ha vuelto a su lugar de origen.
Realizamos la mediciones necesarias para dibujar la pieza-soporte en CAD.
Hay que ser muy cuidadoso, ya que de la exactitud de estas medias, dependerá la precisión con la que la pieza-soporte que vamos a fabricar, ajuste en su posición.
De todas formas, las medidas empleadas por los fabricantes suelen ser enteras, es decir, que por ejemplo, la distancia entre dos tornillos pude ser 66mm, pero sería raro que fuera 66,25mm: La sencillez en los diseños es algo importante en la ingeniería.
Toma de medidas. Este es siempre un proceso lento y laborioso.
Medidas y más medidas.... siempre teniendo en cuenta las métricas de los tornillos, etc. para calcular sus centros....!
En la foto se ve montado el eje de acero que voy a emplear. Es una barra de acero-plata, que se vende calibrada en diferentes secciones. Es un acero de gran calidad, muy apto para la fabricación de ejes. Además, el hecho de que se suministre con el diámetro calibrado, facilita mucho el trabajo.
Vista general de los trabajos que se están realizando.
Se aprecia el mármol de medición, el micrómetro de altura, etc.
Dibujo en CAD de la pieza a fabricar.
Como es un dibujo en dos dimensiones, cualquier programa de libre distribución, o con licencia de estudiante, etc. sirve para realizar el dibujo.
Primera aproximación de la pieza.
Aquí los bordes están todavía cortados a sierra, y sin fresar. Se trataba de ver si los taladros encajaban en su sitio, con precisión, y que las medidas generales eran correctas, para descartar posibles errores de bulto, antes de continuar con operaciones más difíciles o laboriosas.
Pieza en proceso de fabricación.
La hemos montado en la fresadora para ir ajustando el diseño.
Fresado de la curva inferior de la pieza-soporte, mediante una mesa giratoria.
En este caso, la mesa giratoria es pequeña y mala, de solo 3 pulgadas de diámetro, por lo que el proceso ha sido un auténtico calvario.
En las imágenes con la pieza ya montada en su posición definitiva, se ve también una pieza grande gris, que actúa como cobertura para poleas y correa. Su fabricación se explica en el capítulo Fabricación de los soportes para motores Paso a Paso que por claridad, he dejado fuera del ámbito de esta explicación.
Creamos el contorno curvo.
Debido a la pobre calidad de la mesa giratoria, y a sus reducidas dimensiones, ha sido necesario fabricarla muy poco a poco, con muchas pasadas de poca profundidad.
Realizamos un taladro de grandes dimensiones.
Necesitamos un agujero con reborde interior, para soportar el rodamiento.
Para mecanizarlo empleamos un cabezal de mandrinado. Esta herramienta me encanta.
Vemos una primera prueba.
Ya hemos colocado la cobertura para las poleas y la correa. Es la pieza grande de color gris.
También se aprecia que hemos colocado el rodamiento acorazado en su lugar, para verificar también su posición correcta.
Fabricación de un eje de precisión para incorporar el husillo, la polea.
Encaja con precisión en el agujero que hicimos en el husillo, y ajusta también con el rodamiento. Además, soporta la polea.
El eje que hemos fabricado.
Se ha fabricado en acero plata, una variedad muy dura de acero, de origen británico, que está indicada para la fabricación de ejes.
El eje se adhiere al husillo con un pegamento específico.
Esta gama de productos para el bloqueo de ejes nos permite elegir la fuerza de la sujeción, en función de si ha de poder ser desmontado, o eso no es necesario. Además, aseguran el catalizado incluso en condiciones anaeróbicas, es decir sin oxígeno.
Preparados para realizar las primeras pruebas de funcionamiento.
Vamos a realizar las primeras pruebas de validación de la conversión del eje X, para posteriormente realizar los ajustes/modificaciones que pudieran se necesarios.
En la imagen se ve el equipamiento necesario para llevarlas a cabo.
una caja controladora de CNC, las fuentes de alimentación de los dos cabezales de los que disongo, y un pequeño ordenador, con el software Mach3, que es un planificador de movimientos, para CNC.
Vídeo del resultado de la conversión CNC del eje longitudinal X.
Vemos como el eje se desplaza con gran suavidad, hasta el punto que el ruido que más se oye es el del mango de la manivela, que gira libremente, sin ningún tipo de ajuste.
Se muestra el accionamiento de la polea, mediante el motor paso a paso.